Каковы различные типы ESS?

Аккумуляторные системы хранения энергии: ведущая категория ESS

Аккумуляторное хранилище энергии Системы преобразовывать электрическую энергию в химическую энергию для хранения и высвобождать ее по требованию. В настоящее время на рынке доминируют литий-ионные батареи благодаря своей высокой эффективности, длительному сроку службы и компактному форм-фактору. Батарея ESS может быть развернута в любом масштабе — от жилого настенного блока мощностью 5 кВтч до многомегаваттной контейнерной системы на стороне сети.

Литий-железо-фосфатные батареи (LFP)

LFP — это предпочтительный химический состав для стационарного хранения энергии. Он предлагает отличная термическая стабильность, срок службы обычно превышает 4000 циклов при глубине разряда 80 % и присущая ему негорючесть по сравнению с другими химическими составами лития. Это основная технология, лежащая в основе современных жилых и коммерческих систем хранения энергии, включая автономные гибридные системы, объединяющие солнечные фотоэлектрические, ветровые и дизельные резервные системы.

Управление температурным режимом: ESS с воздушным охлаждением и жидкостным охлаждением

Производительность и срок службы батареи напрямую связаны с управлением температурой. Широко используются два подхода:

• ESS с воздушным охлаждением — использует принудительную циркуляцию воздуха для отвода тепла. Более низкие первоначальные затраты, более простое обслуживание, подходят для развертываний в умеренном климате и систем малой мощности.
• ESS с жидкостным охлаждением — обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости через аккумуляторную батарею для достижения более строгого контроля температуры. Он удерживает элементы в оптимальном рабочем диапазоне даже в условиях высоких температур или высокой мощности, уменьшая деградацию и продлевая срок службы. Такие системы, как Коммерческий и промышленный шкаф мощностью 430 кВтч с жидкостным охлаждением интегрируйте систему управления батареями, систему управления температурным режимом, противопожарную безопасность и модульное преобразование мощности в единый наружный корпус с функцией Plug-and-Play.

Для приложений с высокой мощностью, таких как быстрая зарядка электромобилей, промышленное оборудование и крупномасштабная интеграция солнечных батарей, Аккумуляторные системы хранения энергии с жидкостным охлаждением являются предпочтительным инженерным решением. .

Шесть типов Системы хранения энергии По сравнению

Понимание всего спектра типов ESS помогает покупателям подобрать правильную технологию для правильного применения. В таблице ниже приведены ключевые параметры каждой основной категории ESS.

Насосная гидроаккумулирующая система: крупнейшая в мире ESS по установленной мощности

Гидроаккумулирующая гидроэлектростанция работает путем перекачки воды из нижнего резервуара в верхний в периоды низкого спроса на электроэнергию, а затем выпускает ее через турбины для выработки электроэнергии при пиковом спросе. Это наиболее зрелая из существующих технологий долговременного хранения энергии, на которую приходится большая часть глобальной емкости хранения энергии.

Его ключевым ограничением является географическое положение: подходящие места требуют значительных перепадов высот и больших водоемов, что делает его непрактичным для большинства распределенных или городских приложений. Сроки строительства и капитальные затраты также очень высоки. Насосная гидросистема не является подходящим вариантом для коммерческих, промышленных или жилых систем ESS. — для этих приложений требуются системы на батарейном питании.

Хранение энергии сжатого воздуха (CAES): подземное хранение энергии длительного хранения

Системы CAES используют излишки электроэнергии для сжатия воздуха в подземных пещерах, истощенных шахтах или сосудах под давлением. Когда необходима энергия, сжатый воздух выпускается и расширяется через турбины. CAES подходит для очень крупномасштабных и длительных приложений — балансирования сезонных излишков генерации от ветровых и солнечных электростанций.

Как и гидроэлектростанции, CAES не масштабируется до уровня здания или объекта. Требования геологии (большие подземные пещеры), низкий КПД в обоих направлениях по сравнению с батареями и медленное время отклика делают его непригодным для снижения пиковых нагрузок, резервного питания или интеграции возобновляемых источников энергии на месте. Это остается нишевой технологией сетевой инфраструктуры.

Хранение энергии на маховике: быстрый отклик, короткая продолжительность

Системы маховика хранят энергию в виде кинетической энергии вращения вращающейся массы. Они могут поглощать и выделять энергию за миллисекунды, что делает их исключительно подходящими для задач по обеспечению качества электроэнергии, таких как регулирование частоты сети, стабилизация напряжения и мостовое соединение источников бесперебойного питания (ИБП).

Основным ограничением маховиков является низкая плотность энергии и высокая скорость саморазряда : накопленная энергия рассеивается в течение нескольких секунд или минут даже без нагрузки. Это делает их непригодными для многочасового переключения энергии (основная функция жилых или коммерческих ESS). Маховики дополняют аккумуляторные системы, а не заменяют их, обеспечивая быстрый переходный процесс, в то время как батареи несут постоянную нагрузку.

Хранение тепловой энергии: сохранение тепла и холода для промышленного использования

Thermal ESS сохраняет энергию в виде тепла или холода в таких материалах, как расплавленная соль, лед или вода. Заводы по производству концентрированной солнечной энергии (CSP) используют термическое хранилище расплавленной соли для продолжения выработки электроэнергии после захода солнца. Системы охлаждения на основе льда хранят охлажденную воду в непиковые часы, чтобы снизить потребность в электроэнергии для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в периоды пиковой нагрузки.

Аккумулирование тепла в значительной степени зависит от применения. Он не взаимозаменяем с накопителем электрической энергии — его можно разряжать только в виде тепла или холода, но не в виде электричества. Для объектов, которым необходимо управлять электрическими нагрузками, резервным питанием или интегрироваться с солнечными фотоэлектрическими системами, ESS на батарейках остается правильным решением .

Хранение водородной энергии: долгосрочный потенциал, ранняя стадия развертывания

Зеленый водород производится путем использования излишков возобновляемой электроэнергии для электролиза воды, расщепления ее на водород и кислород. Накопленный водород позже может быть преобразован обратно в электричество с помощью топливных элементов или турбин внутреннего сгорания. Ключевым преимуществом водорода является его чрезвычайно высокая плотность энергии по весу и практически неограниченный срок хранения, что делает его кандидатом на сезонное хранение в масштабах, которые в настоящее время не могут обеспечить ни одна аккумуляторная технология.

На практике эффективность обратного пути от электричества к водороду к электричеству в настоящее время значительно ниже, чем у аккумуляторных систем. Затраты на инфраструктуру (электролизеры, резервуары для хранения, топливные элементы) остаются высокими. Водородная ESS — это технология, за которой стоит следить в 2030-х годах и далее, но для текущих коммерческих, промышленных и жилых применений она подойдет. литиевая батарея ESS обеспечивает превосходную экономичность и практичность .

Выбор правильного типа ESS для вашего приложения

«Правильная» система хранения энергии зависит от трех факторов: масштаба применения, требуемой продолжительности разряда и необходимой скорости реагирования. Вот практическая схема принятия решений:

Ключевые технические параметры при выборе батареи ESS

При покупке системы хранения энергии на аккумуляторной батарее следующие параметры определяют, будет ли система работать должным образом в течение всего срока службы:

• Полезная мощность (кВтч): Фактически доступное количество энергии с учетом пределов глубины разряда. Всегда проверяйте полезную и номинальную емкость.
• Номинальная непрерывная мощность (кВт): Максимальная устойчивая мощность. Система мощностью 430 кВтч и номинальной мощностью 200 кВт может обеспечивать полную мощность примерно в течение 2 часов при непрерывной нагрузке.
• КПД туда и обратно (%): Отношение отдаваемой энергии к заряженной. Более высокая эффективность означает меньшую трату электроэнергии за цикл.
• Срок службы (циклов @ DoD): Количество циклов зарядки-разрядки, прежде чем емкость упадет ниже гарантийного порога, всегда указанного при определенной глубине разрядки.
• Система управления батареями (BMS): Управляет балансировкой ячеек, оценкой состояния заряда, защитой от перегрева и перегрузки по току. Надежная BMS — это основной уровень безопасности любой аккумуляторной ESS.
• Метод терморегулирования: Воздушное или жидкостное охлаждение, напрямую влияющее на высокотемпературные характеристики и скорость долговременной деградации.
• Сертификаты: Соответствие UL 1973, IEC 62619 и другим региональным стандартам не подлежит обсуждению с точки зрения страхования, подключения к сети и безопасной эксплуатации.

Как найти надежную систему хранения энергии

Производительность ESS в течение 10–15 лет срока службы зависит как от качества изготовления, так и от конструкции системы. При оценке поставщиков отдавайте предпочтение следующему:

• Вертикальная интеграция — Производитель, который контролирует цепочку поставок от ячейки до модуля, упаковки и системы, может гарантировать отслеживаемость компонентов и стабильное качество.
• IATF 16949 или эквивалентная система качества. — Производственная дисциплина автомобильного уровня, применяемая при производстве накопителей энергии, является ярким показателем строгости технологического процесса.
• ОЭМ/ОДМ capability — возможность настраивать емкость системы, конфигурацию корпуса, протоколы связи и сертификаты для вашего конкретного рынка и приложения.
• Соответствие международным стандартам — Сертификаты UL 1973, IEC 62619 и CE являются обязательными условиями для большинства коммерческих и промышленных развертываний на регулируемых рынках.
• Глобальная послепродажная поддержка — сеть региональных сервисных партнеров и многоязычная техническая поддержка обеспечивают решение проблем без длительных простоев.